TEMA 1 EL UNIVERSO

CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO

1º BACHILLERATO 2014/15 Francisco González

TEMA 1: EL UNIVERSO. COMPOSICIÓN, ESTRUCTURA, ORÍGEN Y
EVOLUCIÓN
Métodos de estudio del universo
La materia del Universo
Las fuerzas del universo
Relación entre materia y energía
Origen y evolución del Universo
Jerarquía del universo
Los exoplanetas y las condiciones para que aparezca la vida
Como decía Carl Saganen la introducción del primer capítulo de su serie de programas sobre
el universo COSMOS (años 80), “el Universo es todo lo que es o lo que fue o lo que será alguna
vez”.
Esta definición dice poco y mucho a la vez. No aclara nada a aquel que busca respuestas
concretas a preguntas concretas, pero dice mucho de la percepción que tenemos de nuestro
universo: el tamaño y la edad del universo superan lacomprensión normal del ser humano.
Para aquellos que necesitan una respuesta clara se podría definir como un conjunto de
materia, fuerzas, espacio tiempo y vacío.
Puede que esta segunda definición aún no aclare del todo que es el universo. Vamos a
desarrollar en este tema el conocimiento que tenemos sobre algunos de los elementos de la
definición, pero antes de esto, vamos a hablar un poco de losmétodos que se utilizan para
observar y estudiar el universo.
Métodos de estudio del universo
Dada su magnitud, está claro que el análisis directo no va a ser un método de estudio que
nos aporte mucha información (me refiero a muestras tomadas y analizadas in situ).Este
método se ha visto reforzado con el envío de sondas espaciales que recogen información y
aportan datos que amplían nuestroconocimiento, pero restringido a nuestro entorno más
cercano. Un ejemplo es la nave Curiosity posada sobre la superficie de Marte que nos envía
material gráfico y resultados de análisis de diferentes muestras del planeta.
A finales de 2014 se posará sobre un cometa una sonda lanzada hace 10 años desde la Tierra
en una nave europea. La nave se denomina Rosetta y en agosto pasado se puso en paralelo
conel cometa y desde entonces se busca la ubicación perfecta para el descenso de la sonda ,
que realizará estudios in situ de la composición del cometa y puede esclarecer asuntos como la
aparición del agua de nuestro planeta o la propia vida.
La observación se convierte en el principal elemento de estudio y ha experimentado en los
últimos años una gran evolución con los avances de la técnica, tantoen observatorios situados
en la Tierra como en aquellos que se han colocado en el espacio.

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Pero, ¿qué es lo que observamos? Algunos elementos observables lo son a simple vista y de no
ser así, son observables con la ayuda de telescopios. Estos telescopios no solo captan señales
emitidas en el espectro visible dela luz (como hacen nuestros ojos), también detectan señales
no visibles como son las señales de radio o radiaciones muy energéticas de alta frecuencia
como son los rayos X o gamma. El problema es que para observar fenómenos en rayos X es
necesario salir de la atmósfera que, aunque deja pasar la mayoría de la luz visible, absorbe la
totalidad de los rayos X. Actualmente disponemos de dos grandestelescopios en órbita:
Chandra, de la NASA, y XMM-Newton, de la Agencia Espacial Europea (ESA), cuyo control
científico además se lleva desde la estación de Villafranca del Castillo, en Madrid.
Otro eje de investigación de gran importancia en el estudio del universo es el desarrollo de
teorías y modelos que ayuden al conocimiento de algo difícil de abarcar por su inmensidad. La
construcción de losaceleradores de partículas ha significado un gran avance en el
conocimiento de los sucesos ocurridos en el origen del universo. Uno de estos aceleradores de
partículas subatómicas es el LHC (large hadron collider, gran colisionador de hadrones) operado
por el CERN (centro europeo de investigación nuclear). En este tipo de instalaciones se realizan
experimentos con partículas subatómicas que...